An expansive animal gut microbiome dataset elucidates major compositional shifts across bilaterian evolution

本研究引入了肠道微生物生命之树(GMToL),这是一个包含来自 1,553 个物种的超过 17,000 个样本的综合数据集,旨在重建祖先肠道微生物组,并揭示从早期动物中假单胞菌门占主导地位到四足动物和鸟类中拟杆菌门和芽孢杆菌门占主导地位的主要进化组成转变。

原作者: Degregori, S., Patel, L., Xu, L., Iter, M., Weng, Y., Huang, I., Martel, H. J., Kisselev, D., Zhou, J., Allaband, C., Ackermann, G., Gonzalez, A., McDonald, D., Amato, K. R., Knight, R.

发布于 2026-05-01
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原作者: Degregori, S., Patel, L., Xu, L., Iter, M., Weng, Y., Huang, I., Martel, H. J., Kisselev, D., Zhou, J., Allaband, C., Ackermann, G., Gonzalez, A., McDonald, D., Amato, K. R., Knight, R.

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想象动物界是一座庞大而 sprawling 的图书馆。长期以来,科学家们只阅读了其中少数几个特定“区域”的“书籍”(肠道细菌),例如哺乳动物区或鸟类区。但从未有人尝试通读整座图书馆,以观察故事从第一章至今是如何演变的。

本文介绍了一个名为GMToL(生命之树肠道微生物组)的全新大型项目。这就像一张庞大而有序的图书馆地图。研究人员从 1,553 种不同动物物种中收集了 17,366 份“读书报告”(样本),涵盖从微小昆虫到巨型鲸鱼的一切。他们从 284 项不同研究中提取这些报告,构建出一幅统一而宏大的图景。

通过审视这张完整地图,他们发现了以下内容:

1. 原始配方
通过一种特殊的“时间旅行”方法(称为祖先状态重建)来推测远古动物的饮食,他们发现最早的动物肠道很可能由一个名为Pseudomonadota的细菌类群主导。你可以将其视为动物界肠道的“原始风味”。

2. 风味大转换
随着动物进化并登陆,其肠道的“风味”发生了剧烈变化,就像一家餐厅在几个世纪中不断更换菜单:

  • 四足动物转变:当四足动物(tetrapods)进化时,肠道菜单发生了切换。原始风味逐渐消退,一个名为Bacteroidota的新类群取而代之,成为主要成分。
  • 哺乳动物与鸟类的特色:随后,随着哺乳动物和鸟类的分化,菜单再次改变。如今,一个名为Bacillota的第三类群成为了这些动物肠道中的主角。

3. 发现恒常元素
尽管菜单变化如此巨大,研究人员仍发现了一些“经典菜肴”(核心微生物),它们在漫长的岁月中始终保留在不同动物家族的菜单上。

为何这很重要
这张新地图不仅告诉我们过去发生了什么,还为科学家提供了一个可靠的“基线”或标尺,用以衡量未来的发现。它使研究人员能够针对一种从未研究过的动物,仅凭其在生命之树上的位置,就能对其肠道细菌的可能面貌做出有根据的推测。本质上,他们构建了终极参考指南,以理解随着动物自身的进化,其体内微观世界是如何变化的。

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